VN
Trong thiết kế và lắp đặt các hệ thống điều hòa không khí trung tâm, các kỹ sư thường chú ý nhiều hơn đến các thông số rõ ràng như khu vực công suất máy nén và khu vực trao đổi nhiệt, nhưng bỏ qua tham số dường như đơn giản của bán kính uốn của ống điều hòa không khí. Trên thực tế, bán kính uốn tối thiểu của Loại ống điều hòa loại C ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả vận hành của hệ thống làm lạnh. Dữ liệu nghiên cứu từ Hiệp hội kỹ sư điều hòa không khí và lạnh Hoa Kỳ (ASHRAE) cho thấy bán kính uốn vượt quá tiêu chuẩn có thể gây giảm hiệu quả làm lạnh 12-15%.
1. Mối đe dọa kép của khả năng kháng chất lỏng và mất năng lượng
Khi bán kính uốn của ống nhỏ hơn giá trị được chỉ định của nhà sản xuất, diện tích mặt cắt ngang của kênh dòng chảy lạnh đột nhiên giảm. Lấy chất làm lạnh R410A làm ví dụ, trong ống φ12.7mm, khi bán kính uốn giảm từ 150mm xuống 100mm, hệ số điện trở dòng chảy cục bộ sẽ tăng từ 0,35 xuống 0,82. Biến dạng hình học này không chỉ gây ra sự phân bố rối loạn tốc độ dòng chảy chất làm lạnh, mà còn gây ra hiệu ứng Venturi đáng kể, dẫn đến sự phân tách thay đổi pha của chất làm lạnh trong phần uốn.
Mô phỏng cơ học chất lỏng cho thấy rằng đối với mỗi lần uốn không chuẩn bổ sung, mất áp suất hệ thống sẽ tăng 0,05-0,08MPa. Điều này có nghĩa là máy nén cần tiêu thụ thêm 7% -10% năng lượng để duy trì chênh lệch áp suất đã đặt, được phản ánh trực tiếp trong hóa đơn tiền điện. Việc tăng tiêu thụ năng lượng có thể đạt 8,6kWh/ngày (tính toán dựa trên đơn vị 30kW).
2. Phản ứng chuỗi gây ra bởi sự mệt mỏi vật chất
Bán kính uốn quá nhỏ sẽ buộc lớp bện kim loại của ống phải trải qua biến dạng dẻo. Tiêu chuẩn JIS B 8607 của Nhật Bản yêu cầu ống C loại C phải duy trì hơn 85% giá trị áp suất nổ ban đầu sau khi uốn. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng khi bán kính uốn nhỏ hơn 5 lần đường kính ống, các vicrocracks sẽ xuất hiện trong lớp composite bằng đồng-nhôm và tính thấm của chất làm lạnh có thể tăng lên gấp 3 lần giá trị cho phép trong vòng ba tháng.
Thiệt hại vật chất này có tác dụng tích lũy. Dữ liệu theo dõi tại chỗ của một thương hiệu nhất định của hệ thống đa phân chia cho thấy khả năng rò rỉ chất làm lạnh ở các ống bị uốn cong bất hợp pháp trong vòng hai năm là 6,3 lần so với các cài đặt tiêu chuẩn và nhiệt độ tăng do mỗi kg rò rỉ chất làm lạnh có thể đạt tới 1,2-1,5.
3. Con đường kỹ thuật để tối ưu hóa kỹ thuật
Chứng nhận UL của Hoa Kỳ yêu cầu bán kính uốn phải được duy trì ít nhất 6 lần đường kính ống trong quá trình cài đặt. Giá trị này có nguồn gốc từ các kết quả toàn diện của các tính toán cơ học chất lỏng và các thử nghiệm mệt mỏi vật liệu. Sử dụng khuỷu tay đúc sẵn thay vì uốn tại chỗ có thể giảm 40%tổn thất áp suất. Đối với các điều kiện làm việc khi cần có bán kính nhỏ, nên sử dụng một chiếc máy uốn ống đặc biệt với tấm dẫn hướng, có cấu trúc hướng dẫn xoắn ốc có thể kiểm soát tổn thất áp suất trong 1,2 lần giá trị tiêu chuẩn.
Sau khi lắp đặt, phát hiện rò rỉ phổ helium nên tập trung vào phần uốn và đặc điểm kỹ thuật yêu cầu tốc độ rò rỉ ≤1 × 10^-6 pa · m³/s. Dữ liệu đo lường của dự án trung tâm dữ liệu cho thấy việc thực hiện nghiêm ngặt tiêu chuẩn bán kính uốn có thể làm tăng tỷ lệ hiệu quả năng lượng trung bình hàng năm của hệ thống (EER) xuống 0,38 và rút ngắn thời gian hoàn vốn đầu tư xuống còn 16 tháng.
Kiểm soát bán kính uốn của các ống điều hòa không khí về cơ bản là một can thiệp tích cực trong quá trình tăng entropy. Trong bối cảnh các mục tiêu carbon kép, chi tiết kỹ thuật dường như nhỏ này thực sự chứa tiềm năng tiết kiệm năng lượng đáng kể. Xây dựng được tiêu chuẩn hóa không chỉ liên quan đến tuổi thọ của thiết bị, mà còn là điểm tựa kỹ thuật quan trọng để đạt được điện lạnh màu xanh lá cây. Khi chúng tôi chuyển trọng tâm của chúng tôi từ xếp chồng tham số rộng rãi sang thiết kế tinh chế, chúng tôi có thể tìm thấy một bước đột phá trong việc cải thiện hiệu quả năng lượng ở quy mô vi mô của bán kính uốn.3333
